第12章 简单机械 单元测试卷-2024-2025学年八年级物理下册同步高频考点精讲与热点题型精练（人教版2024）

第十二章 简单机械 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意） 1．如图所示的工具在正常使用过程中，属于省力杠杆的是（　　） A．食品夹 B．筷子 C．核桃夹 D．镊子 2．小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示，一根质地不均匀的硬棒重心在O点，将硬棒通过绳1悬挂于A点，2、3为两个支架，在绳与两支架的作用下，硬棒水平静止，此时绳与支架均对硬棒有弹力（绳的形变忽略不计）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（　　） A．仅撤去支架2 B．仅撤去支架3 C．同时剪断绳1和撤去支架2 D．同时剪断绳1和撤去支架3 4．同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A．自制杆秤的每一格约表示2.08g B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程 5．如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA＝AB。在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（　　） A．F的大小为物重的2倍 B．物重增加5N，F的大小也增加5N C．物体悬挂点右移，拉力F会增大 D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小 6．如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB＝2m，OA＝0.5m，阀门的底面积S＝2cm2，锅炉内气体压强的安全值p＝6×105Pa（杠杆和阀门的重力以及摩擦均不计，p0＝1×105Pa），则B所挂重物的重力是（　　） A．20N B．25N C．30N D．120N 7．高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　） A．它是动滑轮 B．利用它可以省力 C．利用它可以省距离 D．利用它可以改变力的方向 8．分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 9．如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（　　） A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈 C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长 10．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　） A．F甲＝200N，并向上移动4m B．F甲＝100N，并向上移动2m C．F乙＝200N，并向上移动1m D．F乙＝400N，并向上移动1m 11．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为80% 12．用如图所示的装置提升货物。篮子A的重力为15N，绳子能承受的拉力足够大。已知人的重力为500N，现用20N的拉力F拉绳子，此时篮子上升的速度为0.5m/s（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s B．动滑轮的重为5N C．匀速拉动时，篮子里最多能承载960N的货物 D．只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将改变 13．如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　） A．拉力F的功率为3W B．1min内物体移动的距离为36m C．1min内所做的有用功为1440J D．该滑轮组的机械效率为85% 14．用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 二、填空题（每空1分，共20分） 15．如图所示是三种类型的剪刀，请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 　 　 （选填“A”“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了 　 　 （选填“省力”“省距离”或“省功”）。 16．建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥，如图为小华制作的斜拉索大桥模型，她用长30cm、重5N的质地均匀分布的木条OA做桥面，立柱GH做桥塔。OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，桥面OA实质是一种 　 　 （填简单机械名称）。保持桥面水平，细线对OA的拉力F＝　 　 N；将细线一端的固定点由B点改至C点，拉力F的大小变化情况是 　 　 ，由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。 17．生活中要用到各种各样的机械，其中天平是一种 　 　 杠杆；能改变力的方向的是 　 　 （填“定滑轮”或“动滑轮”）。 18．用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为16牛的物体A（滑轮自身重力及摩擦忽略不计），滑轮处于静止状态，其实质是一个 　 　 杠杆，力F的大小为 　 　 牛，此时物体A所受到的合力大小为 　 　 牛。 19．小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm，B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s，则这段过程中拉力F做功的功率P＝　 　 W，斜面的机械效率 η＝　 　 %，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f＝　 　 N。 20．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 　 　 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为 　 　 N。 21．如图所示，是小智同学在劳动实践基地体验的场景。他用160N的拉力将重240N的重物匀速提升2m，用时10s，此过程中重物上升的速度为 　 　 m/s，滑轮组的机械效率为 　 　 。 22．如图所示，工人用300N的拉力，在12s内将重为480N的物体竖直向上匀速提升了2m。此过程中，工人所做的有用功为 　 　 J，滑轮组的机械效率为 　 　 ，拉力做功的功率为 　 　 W。 三、作图题（每空2分，共6分） 23．如图所示，O为支点，杠杆AB平衡时，画出施加在杠杆上最小动力F1的示意图。 24．如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。 四、实验探究题（每空1分，共17分） 25．小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示： 实验 次数 斜面的 倾斜程度 物体重 G/N 物体上升高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 物体移动距离 S/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率 η 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55 （1）沿斜面拉动物体时，应使其做　 　 运动。 （2）根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为　 　 J，机械效率是　 　 。 （3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越　 　 。 （4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下， 　 　 。 26．小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。 （1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向 　 　 （选填“右”或“左”）调节； （2）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如表； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 20.0 1.0 10.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 1.5 10.0 0.5 30.0 … 分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是：　 　 ； （3）本次探究经过多次实验的目的是 　 　 ； A.减小实验误差；B.寻找普遍规律 （4）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会 　 　 （选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）； （5）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则Fa　 Fb（选填“大于”、“等于”，“小于”）。 27．用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表： 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η 1 2.0 5 1.0 15 66.7% 2 4.0 5 1.8 15 74.1% 3 4.0 10 1.8 30 74.1% 4 6.0 5 2.5 15 （1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 　 　 运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 　 　 m/s。 （2）第4次实验时所做的有用功为 　 　 J，滑轮组的机械效率是 　 　 %。 （3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 　 　 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 　 　 （选填“有关”或“无关”）。 （4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 　 　 。 A．换用更轻的动滑轮 B．加快提升物体的速度 五、计算题（28题7分，29题8分，共15分） 28．如图所示，一轻质杠杆AB．长1m，支点在它中点O．将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杠杆的B点和C点，已知OC：OB＝1：2，M的边长l＝0.1m。 （1）在图中画出N受力的示意图。 （2）求此时M对地面的压强。 （3）若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分，然后将C点处系着N的细绳向右移动h时，M对地面的压强减小了60Pa，求h为多少。 29．如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300cm2，工人对地面的压强为2.0×104Pa；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求： （1）工人的手对绳的拉力大小； （2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小； （3）滑轮组在此次工作中的机械效率。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十二章 简单机械 单元测试卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、选择题（每小题3分，共42分，只有一个选项符合题意） 1．如图所示的工具在正常使用过程中，属于省力杠杆的是（　　） A．食品夹 B．筷子 C．核桃夹 D．镊子 解：A、食品夹子的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故A不符合题意； B、筷子的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故B不符合题意； C、核桃夹的动力臂比阻力臂长，是省力杠杆，故C符合题意； D、镊子的动力臂比阻力臂短，是费力杠杆，故D不符合题意。 答案：C。 2．小强开启饮料时，瓶起子可视为一个杠杆，如图所示。下列各图能正确表示其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 解：用开瓶器开启瓶盖时，支点是开瓶器与瓶盖上方的接触点，即图中杠杆的左端O，阻力为瓶盖对开瓶器竖直向下的作用力F2，动力为手对开瓶器右侧竖直向上的作用力F1，因为动力臂大于阻力臂，所以开瓶器为省力杠杆，即F1＜F2，故A正确，BCD不正确。 答案：A。 3．如图所示，一根质地不均匀的硬棒重心在O点，将硬棒通过绳1悬挂于A点，2、3为两个支架，在绳与两支架的作用下，硬棒水平静止，此时绳与支架均对硬棒有弹力（绳的形变忽略不计）。下列操作中，仍能使硬棒保持平衡的是（　　） A．仅撤去支架2 B．仅撤去支架3 C．同时剪断绳1和撤去支架2 D．同时剪断绳1和撤去支架3 解：绳子只能向上施加拉力，支架只能施加向上的支持力； A．仅撤去支架2，以1为支点，重力和支架支持力使得杠杆的转动方向相反，可以平衡，故A正确； B．仅撤去支架3，以1为支点，重力和支架2支持力使得杠杆的转动方向都是顺时针，故杠杆不可以平衡，B错误； C．同时剪断绳1和撤去支架2，以3为支点，重力使得杠杆逆时针转动，不可以平衡，故C错误； D．同时剪断绳1和撤去支架3，以2为支点，重力使得杠杆顺时针转动，不可以平衡，故D错误。 答案：A。 4．同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤，用筷子做秤杆，用钩码做秤砣，用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时，在O点提起提纽，秤杆水平平衡；当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是（　　） A．自制杆秤的每一格约表示2.08g B．称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡 C．如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小 D．若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程 解：A、当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时，秤杆再次水平平衡，则在B点所示的质量为物体的质量，在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线，从O到B点共50个小格，则每一小格表示的质量为 m0＝＝2g，故A错误； B、称中药（称取一定量的中药）时B端翘起，杆秤不能水平平衡，说明秤盘内中药的质量大于所需的质量，所以应减少中药的质量来使杆秤恢复水平平衡，故B正确； C、根据G＝mg和杠杆平衡条件可得m物g×OA＝m砣g×OB，如果秤砣磨损了，OB变大，则测量结果将偏大，故C错误； D、若将提纽移到O点右侧，测量相同质量的物体时，左边力臂变大，则其量程变小，故D错误。 答案：B。 5．如图所示，轻质杠杆OB可绕O点转动，OA＝AB。在A点悬挂物体，在B点竖直向上拉动杠杆使其始终保持水平平衡，拉力为F。下列说法正确的是（　　） A．F的大小为物重的2倍 B．物重增加5N，F的大小也增加5N C．物体悬挂点右移，拉力F会增大 D．将F改为沿图中虚线方向，拉力F会减小 解：A、由图可知，OA＝AB，阻力的力臂为动力力臂的一半，根据杠杆的平衡条件F×OB＝G×OA可知，拉力F的大小为物重的二分之一，故A错误； B、若物重增加5N，根据杠杆的平衡条件可知，F的变化量为5N×＝2.5N，故B错误； C、当悬挂点右移时，动力臂、阻力不变，阻力臂变大，则动力F将变大，故C正确； D、保持杠杆在水平位置平衡，将拉力F转至虚线位置时，拉力的力臂变小，因为阻力与阻力臂不变，由杠杆的平衡条件可知，拉力变大，故D错误。 答案：C。 6．如图所示是锅炉保险阀门的示意图。当阀门受到的蒸汽压力超过其安全值时，阀门就会被拉开。如OB＝2m，OA＝0.5m，阀门的底面积S＝2cm2，锅炉内气体压强的安全值p＝6×105Pa（杠杆和阀门的重力以及摩擦均不计，p0＝1×105Pa），则B所挂重物的重力是（　　） A．20N B．25N C．30N D．120N 解：由p＝得，气体产生的向上的力：F1＝pS＝6×105Pa×2×10﹣4m2＝120N； 大气产生的向下的压力为：F2＝p0S＝1×105Pa×2×10﹣4m2＝20N， 则阀门受到的向上的力为：F＝F1﹣F2＝120N﹣20N＝100N； 根据杠杆的平衡条件可知，F×OA＝G×OB， 所以物体的重力：G＝＝＝25N。 答案：B。 7．高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子，旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮，关于该滑轮的说法正确的是（　　） A．它是动滑轮 B．利用它可以省力 C．利用它可以省距离 D．利用它可以改变力的方向 解：旗杆顶部滑轮的轴固定不动，是一个定滑轮； 升旗仪式上，旗手缓缓向下拉动绳子，旗子就会徐徐上升，这是因为用定滑轮可以改变力的方向。 故D正确。 答案：D。 8．分别使用图中四种装置匀速提升同一重物，不计滑轮重、绳重和摩擦，最省力的是（　　） A． B． C． D． 解：由题可知，不计摩擦和动滑轮重， A、使用的是滑轮组，n＝3，F＝G。 B、使用的是滑轮组，n＝2，F＝G； C、使用的是定滑轮，F＝G； D、使用的是动滑轮，F＝G； 由此可知A图中最省力，F＝G。 答案：A。 9．如图甲，大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似，图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上，在两根木棍上绕几圈后女孩捆住绳的另一端向外拉，大人、男孩则各握住一根木棍向外拉，三人中被拉动者为负，他们都使出了最大力气，仍处于“僵持”状态，没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦，以下做法中最有可能使女孩获胜的是（　　） A．仅将绳在两木棍上多绕1圈 B．仅将绳在两木棍上少绕1圈 C．仅增加绳的总长 D．仅减小绳的总长 解： AB、仅将绳在两木棍上多绕1圈，这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大，女孩更省力，可能使女孩获胜；同理可知，仅将绳在两木棍上少绕1圈，不能使女孩获胜，故A正确，B错误； CD、改变绳的总长，不能改变力的大小，故CD错误。 答案：A。 10．如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，G物＝200N（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升2m。下列说法中正确的是（　　） A．F甲＝200N，并向上移动4m B．F甲＝100N，并向上移动2m C．F乙＝200N，并向上移动1m D．F乙＝400N，并向上移动1m 解：AB、图甲是动滑轮，动滑轮不能改变力的方向，但是可以省一半的力，所以F甲＝G物＝×200N＝100N，拉力端移动的距离为s＝2h＝2×2m＝4m，故AB错误； CD、图乙是动滑轮，由图可知，G物＝F乙＝200N，所以F乙＝400N，拉力端移动的距离为 s'＝h＝×2m＝1m，故C错误，D正确。 答案：D。 11．如图所示，斜面长10m，高4m。用平行于斜面F＝50N的拉力，将重100N的物体，从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．利用此装置既可以省力，也可以省功 B．物体受到的摩擦力为50N C．对物体所做的有用功为500J D．该斜面的机械效率为80% 解： A、此装置为斜面，可以省力，根据功的原理可知，使用任何机械都不省功，故使用此装置不省功，故A错误； BCD、对物体所做的有用功W有用＝Gh＝100N×4m＝400J，故C错误； 总功W总＝Fs＝50N×10m＝500J，机械效率η＝＝×100%＝80%，故D正确； 额外功W额外＝W总﹣W有用＝500J﹣400J＝100J， 物体受到的摩擦力f＝＝＝10N，故B错误。 答案：D。 12．用如图所示的装置提升货物。篮子A的重力为15N，绳子能承受的拉力足够大。已知人的重力为500N，现用20N的拉力F拉绳子，此时篮子上升的速度为0.5m/s（忽略绳重和摩擦，g取10N/kg）。下列说法正确的是（　　） A．绳子自由端移动的速度为1.5m/s B．动滑轮的重为5N C．匀速拉动时，篮子里最多能承载960N的货物 D．只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将改变 解：A、由图可知，与动滑轮相连的绳子股数n＝2，篮子上升的速度v＝0.5m/s，则绳子自由端移动的速度 v′＝nv＝2×0.5m/s＝1m/s，故A错误； B、忽略绳重和摩擦，根据F＝（G篮+G动）可知，动滑轮重G动＝nF﹣G篮＝2×20N﹣15N＝25N，故B错误； C、绳子的最大拉力等于人受到的重力，即F最大＝500N，忽略绳重和摩擦，根据F最大＝（G最大+G动+G篮）可知，货物的最大重力为： G最大＝nF最大﹣G篮﹣G动＝2×500N﹣15N﹣25N＝960N，故C正确； D、忽略绳重和摩擦，根据η＝＝＝＝可知，只改变图中滑轮组的绕绳方式，其机械效率将不变，故D错误。 答案：C。 13．如图所示，在50N的水平拉力F的作用下，重600N的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力是自身重力的0.2倍，绳子自由端向前移动的速度为0.6m/s。则（　　） A．拉力F的功率为3W B．1min内物体移动的距离为36m C．1min内所做的有用功为1440J D．该滑轮组的机械效率为85% 解：A、根据P＝＝＝Fv计算拉力的功率：P＝Fv＝50N×0.6m/s＝30W，故A错误； B、绳子自由端移动的距离：s＝vt＝0.6m/s×60s＝36m； 动滑轮上绳子的股数n＝3，物体移动的距离：s物＝s＝×36m＝12m，故B错误； C、物体与地面间的滑动摩擦力：f＝0.2G＝0.2×600N＝120N，克服物体与地面间的滑动摩擦力做的功为有用功，W有用＝fs物＝120N×12m＝1440J，故C正确； D、1min内拉力做的功：W总＝Pt＝30W×60s＝1800J，该滑轮组的机械效率为： η＝×100%＝×100%＝80%，故D错误。 答案：C。 14．用如图所示的装置提升重为800N的物体A，动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下，物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．物体A上升的速度为0.4m/s B．滑轮组的有用功为2000J C．拉力F的功率为100W D．滑轮组的机械效率为80% 解：A、物体A上升的速度为：v＝＝＝0.2m/s，故A错误； B、拉力做的有用功：W有用＝Gh＝800N×2m＝1600J，故B错误； C、由图知，n＝2，不计绳重和轮与轴间的摩擦，拉力：F＝（G物+G动）＝（800N+200N）＝500N； 拉力端移动距离：s＝2h＝2×2m＝4m， 拉力做总功：W总＝Fs＝500N×4m＝2000J； 拉力做功功率：P＝＝＝200W，故C错误； D、动滑轮提升物体A的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%。 答案：D。 二、填空题（每空1分，共20分） 15．如图所示是三种类型的剪刀，请为铁匠师傅选择一把剪铁皮的剪刀，你会选择 　A　 （选填“A”“B”或“C”）剪刀，这样选择的目的是为了 　省力　 （选填“省力”“省距离”或“省功”）。 解：由图可知，A剪刀的动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，可用来剪铁皮，目的是为了省力。 答案：A；省力。 16．建设中的常泰大桥为斜拉索公路、铁路两用大桥，如图为小华制作的斜拉索大桥模型，她用长30cm、重5N的质地均匀分布的木条OA做桥面，立柱GH做桥塔。OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，桥面OA实质是一种 　杠杆　 （填简单机械名称）。保持桥面水平，细线对OA的拉力F＝　5　 N；将细线一端的固定点由B点改至C点，拉力F的大小变化情况是减小，由此小华初步了解到大桥建造很高桥塔的好处。 解：（1）由图可知，OA可绕O点转动，A端用细线与GH上的B点相连，所以桥面OA实质是一种杠杆； （2）过支点向拉力的作用线作垂线，这条垂线段就是拉索对桥面拉力F的力臂L，如图所示： 在Rt△AOB中，∠A＝30°，则L＝OA＝0.15m 根据杠杆的平衡条件，FL＝G×OA， 则F＝＝＝5N； 将细线一端的固定点由B点改至C点，动力臂增大，阻力臂和阻力不变， 根据杠杆平衡条件可知，动力减小。 答案：杠杆；5；减小。 17．生活中要用到各种各样的机械，其中天平是一种 　等臂　 杠杆；能改变力的方向的是 　定滑轮　 （填“定滑轮”或“动滑轮”）。 解：天平在使用过程中，动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆； 滑轮在生活中应用时，根据定滑轮的特点可知：定滑轮可以改变力的方向，需要改变力的方向时，则要使用定滑轮。 答案：等臂；定滑轮。 18．用如图所示的滑轮沿竖直方向提起一重为16牛的物体A（滑轮自身重力及摩擦忽略不计），滑轮处于静止状态，其实质是一个 　省力　 杠杆，力F的大小为 　8　 牛，此时物体A所受到的合力大小为 　0　 牛。 解：（1）由图知，该滑轮是动滑轮，其本质是动力臂为阻力臂二倍的省力杠杆； （2）滑轮处于静止状态时不计滑轮重，拉力F＝G＝×16N＝8N； （3）物体静止时，受平衡力作用，即物体A所受到的合力大小为0牛。 答案：省力；8；0。 19．小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm，B点距水平地面高度h为20cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点，用时2s，则这段过程中拉力F做功的功率P＝　0.32　 W，斜面的机械效率η＝　62.5　 %，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f＝　0.3　 N。 解：（1）L＝80cm＝0.8m， 拉力做的总功：W总＝FL＝0.8N×0.8m＝0.64J， 拉力做功功率：P＝＝＝0.32W； （2）h＝20cm＝0.2m， 拉力做的有用功：W有用＝Gh＝2N×0.2m＝0.4J， 斜面的机械效率：η＝＝×100%＝62.5%； （3）克服滑动摩擦力做的额外功： W额＝W总﹣W有用＝0.64J﹣0.4J＝0.24J， 由W额＝fL可得物体受到的滑动摩擦力： f＝＝＝0.3N。 答案：0.32；62.5；0.3。 20．如图，用滑轮组帮助汽车脱困时，滑轮B的作用是 　改变力的方向　 ；汽车被匀速拉动时，作用在绳子上的拉力F为1000N，滑轮组的机械效率为80%，则汽车受到的摩擦力为 　1600　 N。 解：滑轮B为定滑轮，作用为改变力的方向； 从图中可知n＝2，根据η＝＝＝＝＝＝80%，故汽车受到的摩擦力f＝1600N。 答案：改变力的方向；1600。 21．如图所示，是小智同学在劳动实践基地体验的场景。他用160N的拉力将重240N的重物匀速提升2m，用时10s，此过程中重物上升的速度为 　0.2　 m/s，滑轮组的机械效率为 　75%　 。 解：（1）物体上升的速度：v＝＝＝0.2m/s； 由图可知，滑轮组由2段绳子承担重物，n＝2，则绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m； 拉力做的功为：W总＝Fs＝160N×4m＝640J； 有用功为：W有用＝Gh＝240N×2m＝480J； 滑轮组的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝75%。 答案：0.2；75%。 22．如图所示，工人用300N的拉力，在12s内将重为480N的物体竖直向上匀速提升了2m。此过程中，工人所做的有用功为 　960　 J，滑轮组的机械效率为 　80%　 ，拉力做功的功率为 　100　 W。 解：（1）有用功：W有＝Gh＝480N×2m＝960J； 由图知n＝2，拉力F移动的距离：s＝2h＝2×2m＝4m； 拉力F所做的总功：W总＝Fs＝300N×4m＝1200J； 滑轮组的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%； （2）拉力做功的功率：P＝＝＝100W； 答案：960；80%；100。 三、作图题（每空2分，共6分） 23．如图所示，O为支点，杠杆AB平衡时，画出施加在杠杆上最小动力F1的示意图。 解：杠杆平衡时，要使动力F最小，则F的力臂应最大；由图知，图中BO作动力臂是最长的动力臂，力F作用点在B点，方向垂直于OB斜向上，如图所示： 24．如图所示，某工人站在地面上使用由三个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出最省力的绕绳方法。 解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，依次绕过上面的定滑轮、下面的动滑轮，再绕过上面的另一个定滑轮，如图所示： 四、实验探究题（每空1分，共17分） 25．小明利用斜面搬运物体的过程中，提出了一个问题：“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系？”针对这个问题，他通过在斜面上拉动物体进行了探究（如图所示），测得的实验数据如表中所示： 实验 次数 斜面的 倾斜程度 物体重 G/N 物体上升高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 物体移动距离 S/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率 η 1 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63% 2 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55 （1）沿斜面拉动物体时，应使其做　匀速直线　 运动。 （2）根据表中的数据可求出第③次实验中拉力所做的有用功为　1.25　 J，机械效率是　80.6%　 。 （3）通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越缓，越　省力　 。 （4）通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是：在其它条件不变的情况下，　斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高　 。 解：（1）为了使弹簧测力计示数稳定，应沿斜面匀速拉动物体； （2）有用功W有＝Gh＝5N×0.25m＝1.25J， 总功：W总＝Fs＝3.1N×0.5m＝1.55J， η＝＝×100%＝80.6%； （3）通过比较发现，实验1中力最小，实验3中力最大，而实验1中斜面最缓，实验3中斜面最陡， 故可得：在粗糙程度一定时，斜面倾斜程度较缓较省力； （4）由数据分析可知，三次实验中，斜面越陡，机械效率越高； 故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高。 答案：（1）匀速直线；（2）1.25；80.6%；（3）省力；（4）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越高。 26．小明利用铁架台、杠杆、钩码和弹簧测力计等器材探究杠杆的平衡条件，实验使用的钩码质量均相等，杠杆上每格长度均相等。 （1）当杠杆静止时如图甲所示，为了方便测量力臂，需要调节杠杆在水平位置平衡，应当将杠杆的平衡螺母向 　右　 （选填“右”或“左”）调节； （2）在杠杆两侧挂上钩码，设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1，左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2；测出杠杆平衡时的动力臂l1和阻力臂l2；多次换用不同数量的钩码，并改变钩码在杠杆上的位置，使杠杆在水平位置平衡，得到实验数据如表； 次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm 1 0.5 20.0 1.0 10.0 2 1.0 15.0 1.5 10.0 3 1.5 10.0 0.5 30.0 … 分析表中的数据，得到杠杆的平衡条件是：　F1l1＝F2l2　 ； （3）本次探究经过多次实验的目的是 　B　 ； A.减小实验误差 B.寻找普遍规律 （4）如图乙所示，将A、B位置的钩码个数都减少一个，杠杆将会 　右端下沉　 （选填“仍然平衡”、“左端下沉”或“右端下沉”）； （5）如图丙所示，用弹簧测力计先后在a、b位置拉杠杆上同一点C，杠杆都在水平位置平衡，弹簧测力计在a位置竖直向上的拉力为Fa，在b位置斜向上的拉力为Fb，则Fa　小于　 Fb（选填“大于”、“等于”，“小于”）。 解：（1）当杠杆静止时，发现左端下沉，如图甲所示，此时，应把杠杆的平衡螺母向右调节，直至杠杆在水平位置平衡； （2）由表格中数据知， 第一组数据：0.5N×20.cm＝1.0N×10.0cm； 第二组数据：1.0N×15.0cm＝1.5N×10.0cm； 第三组数据：1.5N×10.0cm＝0.5N×30.0cm； 可得杠杆的平衡条件是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，F1l1＝F2l2； （3）多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件，所以该实验测多组数据的目的是使得出的结论具有普遍性； 答案：B； （4）设钩码的重力为G，每一格的长度为L，A、B位置的钩码个数都减少一个钩码， 左侧＝G×3L＝3GL，右侧＝2G×2L＝4GL，即左侧＜右侧， 所以右端下沉； （5）根据杠杆的平衡条件分析，将测力计绕C点从a位置转动到b位置过程中，钩码的重力不变，其阻力臂不变，即阻力与阻力臂的乘积不变，而动力臂在从a到b的过程逐渐减小，动力逐渐增大，即Fa＜Fb。 答案：（1）右；（2）F1l1＝F2l2；（3）B；（4）右端下沉；（5）小于。 27．用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表： 实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η 1 2.0 5 1.0 15 66.7% 2 4.0 5 1.8 15 74.1% 3 4.0 10 1.8 30 74.1% 4 6.0 5 2.5 15 （1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 　匀速直线　 运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 　0.05　 m/s。 （2）第4次实验时所做的有用功为 　0.3　 J，滑轮组的机械效率是 　80　 %。 （3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 　大　 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高；分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 　无关　 （选填“有关”或“无关”）。 （4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 　A　 。 A．换用更轻的动滑轮 B．加快提升物体的速度 解：（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做匀速直线运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为：。 （2）第4次实验时所做的有用功为：W有＝Gh＝6.0N×0.05m＝0.3J；W总＝Fs＝2.5N×0.15m＝0.375J；滑轮组的机械效率为：。 （3）分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高； 分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。 （4）A．换用更轻的动滑轮，所做的额外功越少，机械效率越高，故A符合题意； B．加快提升物体的速度。机械效率不变，故B不符合题意。 答案：A。 答案：（1）匀速直线；0.05；（2）0.3；80；（3）大；无关；（4）A。 五、计算题（28题7分，29题8分，共15分） 28．如图所示，一轻质杠杆AB．长1m，支点在它中点O．将重分别为10N和2N的正方体M、N用细绳系于杠杆的B点和C点，已知OC：OB＝1：2，M的边长l＝0.1m。 （1）在图中画出N受力的示意图。 （2）求此时M对地面的压强。 （3）若沿竖直方向将M左右两边各切去厚度为h的部分，然后将C点处系着N的细绳向右移动h时，M对地面的压强减小了60Pa，求h为多少。 解：（1）对N进行受力分析，由于N在空中处于静止状态，则N受到的重力和细绳对它的拉力是一对平衡力，所以二力的大小相等（F＝G＝2N），方向相反； 过N的重心分别沿力的方向各画一条有向线段，并标上力的符号及大小，注意两线段要一样长，图所示： （2）设B端受到细绳的拉力为FB， 由杠杆平衡条件得，GN×OC＝FB×OB，已知OC：OB＝1：2， 则有：FB＝GN×＝2N×＝1N； 根据力的作用是相互的可知，细绳对M的拉力：F＝FB＝1N， 此时M对地面的压力：F压＝F支＝GM﹣F＝10N﹣1N＝9N， M与地面的接触面积：S＝l2＝（0.1m）2＝0.01m2， 则此时M对地面的压强：p＝＝＝900Pa。 （3）若沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后， 剩余M的底面积：S′＝l（l﹣h﹣h）＝l×（l﹣h）， 剩余M的体积：V′＝S′l＝l2×（l﹣h）， 剩余M的密度不变，则剩余部分的重力与原来重力的比值： ＝＝， 所以剩余M的重力：GM′＝×GM＝×10N﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 剩余的物体M对地面的压强：p′＝p﹣Δp＝900Pa﹣60Pa＝840Pa， 剩余M的底面积：S′＝l×（l﹣h）＝0.1m×（0.1m﹣h）， 地面对剩余的物体M的支持力： F支′＝F压′＝p′S′＝840Pa×0.1m×（0.1m﹣h）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 沿竖直方向将M两边各切去厚度为h后，将C点处系着N的细绳向右移动h， 设此时B端受到细绳的拉力为FB′， 由杠杆平衡条件得，GN×（OC﹣h）＝FB′×OB， 则有：FB′＝＝， 即细绳对剩余M的拉力：F′＝FB′＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 对剩余M进行受力分析，由力的平衡条件得，F支′+F′＝GM′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④ 将①②③式代入④式得： 840Pa×0.1m×（0.1m﹣h）+＝×10N， 解得：h＝0.05m。 答：（1）如上图所示； （2）此时M对地面的压强为900Pa； （3）h为0.05m。 29．如图所示，某工人利用滑轮组将一个工件沿水平地面匀速拉动到加工点。拉动过程中，工人对绳的拉力始终沿竖直方向，工人双脚始终与水平地面接触且接触面积为300cm2，工人对地面的压强为2.0×104Pa；此工人的质量为70kg，两个动滑轮的质量共为10kg，绳重、绳与滑轮之间的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求： （1）工人的手对绳的拉力大小； （2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力的大小； （3）滑轮组在此次工作中的机械效率。 解：（1）工人的重力：G＝mg＝70kg×10N/kg＝700N， 由p＝可知，工人对地面的压力：F压＝pS＝2.0×104Pa×300×10﹣4m2＝600N， 由力的作用是相互的可知，工人受到的支持力：F支＝F压＝600N， 由力的平衡条件可知，工人的手对绳的拉力：F＝G﹣F支＝700N﹣600N＝100N； （2）两个动滑轮的重力：G动＝m动g＝10kg×10N/kg＝100N， 由图可知n＝4，因为不计绳重和摩擦时F＝（f+G动），所以地面对工件摩擦力： f＝nF﹣G动＝4×100N﹣100N＝300N； （3）滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝＝×100%＝75%。 答：（1）工人的手对绳的拉力大小为100N； （2）工件移动过程中，地面对工件摩擦力为300N； （3）滑轮组在此次工作中的机械效率为75%。 1 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $$